31. 下一个排列/C++

本文详细介绍了一个高效的算法——下一个排列算法,该算法用于寻找整数序列的下一个字典序排列。文章首先定义了全排列的概念,并逐步分解算法步骤,包括如何找到关键元素、交换元素以及反转部分序列等操作。

在这里插入图片描述
字典序如下: [1]
设P是1~n的一个全排列:p=p1p2…pn=p1p2…pj-1pjpj+1…pk-1pkpk+1…pn
1)从排列的右端开始,找出第一个比右边数字小的数字的序号j(j从左端开始计算),即 j=max{i|pi<pi+1}
2)在pj的右边的数字中,找出所有比pj大的数中最小的数字pk,即 k=max{i|pi>pj}(右边的数从右至左是递增的,因此k是所有大于pj的数字中序号最大者)
3)对换pj,pk
4)再将pj+1…pk-1pkpk+1…pn倒转得到排列p’=p1p2…pj-1pjpn…pk+1pkpk-1…pj+1,这就是排列p的下一个排列。

void nextPermutation(vector<int>& nums) {
	if (nums.empty()) return;
	int n = nums.size();
	int i=n-2;
	while (i >= 0 && nums[i] >= nums[i + 1])
		--i;
	if (i >= 0) {
		int j = n - 1;
		while (j >= 0 && nums[i] >= nums[j])
			--j;
		swap(nums[i], nums[j]);
	}
	int start = i + 1, end = n - 1; 
	for ( ;start < end; ++start, --end)
		swap(nums[start], nums[end]);
	return;
}
力扣第31题“下一个排列”的题目要是实现获取下一个排列的函数,将给定数字序列重新排列字典序中下一个更大的排列。若不存在下一个更大的排列,则将数字重新排列成最小的排列(即升序排列),且必须原地修改,只允许使用额外常数空间[^1][^2][^4]。 ### 解题思路 要找到一个更大的排列,需从后往前找,找到那个突然变小的值,然后用后面比它稍微大一点的值去替换它,再把它原来位置之后的所有值反序。具体步骤如下: 1. 从末尾寻找第一个破坏降序的数。 2. 在该数之后的序列中寻找第一个大于它的数,交换这两个数。 3. 将交换位置之后的序列按升序排列(可通过反序实现)。 若整个数组是降序排列的,则不存在下一个更大的排列,需将数组重置为最小的排列(即升序序)[^3][^5]。 ### 代码实现 以下是使用C++实现的代码: ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> class Solution { public: void nextPermutation(std::vector<int>& nums) { // 获得最大长序 int pos = nums.size() - 1; // 1. 从末尾寻找第一个破坏降序的数 while(pos > 0 && nums[pos] <= nums[pos-1]) pos--; // 2. 找到第一个比它大的数,交换 if(pos > 0){ for(int i = nums.size()-1 ; i>=pos ; i--){ if(nums[i] > nums[pos-1]){ std::swap(nums[pos-1], nums[i]); break; } } } // 3. 升序排列 std::reverse(nums.begin() + pos, nums.end()); } }; ```
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